DE2836513C2 - Draw spinning process for the production of polyamide yarns - Google Patents
Draw spinning process for the production of polyamide yarnsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Streckspinnverfahren zur Herstellung von Polyamidgarnen, bei dem die extrudierten Filamente vor dem Aufspulen durch ein erhitztes Medium geleitet und dann mit einer Geschwindigkeit von mehr als 5500 m/min aufgespult werden.The invention relates to a draw spinning process for the production of polyamide yarns, in which the extruded filaments passed through a heated medium before winding and then at one speed be wound up at speeds of more than 5500 m / min.
Bei einem aus der GB-PS 14 87 843 bekannten Verfahren der eingangs beschriebenen Art werden die frisch extrudierten Filamente aufeinanderfolgend durch eine Verfestigungs- und eine Konditionierungszone geführt und dann mit einer Geschwindigkeit zwischen 1000 und 6000 m/min aufgespult. Es ist bekannt, daß sich Filamentgarne mit Vorteil durch ein solches Verfahren herstellen lassen, jedoch mußte in der Praxis dabei festgestellt werden, daß die Garneigenschaften, insbesondere die mechanischen Eigenschaften, schlechter werden, wenn die Aufspulgeschwindigkeit über ungefähr 5500 m/min erhöht wird. Insbesondere nimmt die Anzahl der gerissenen Fäden im Garn zu, bis das Garn schließlich vollständig reißt. Dies gilt ganz besonders für Filamentgarne mit niedrigem Titer, wobei gerissene Fäden noch leichter auftreten.In a method of the type described above known from GB-PS 14 87 843, the freshly extruded filaments successively through a solidification and a conditioning zone guided and then wound up at a speed between 1000 and 6000 m / min. It is known that Filament yarns can advantageously be produced by such a process, but this has to be done in practice it is found that the yarn properties, in particular the mechanical properties, are worse when the winding speed is increased above about 5500 m / min. In particular, the The number of broken threads in the yarn increases until the yarn finally breaks completely. This is especially true for Filament yarns with a low titer, with broken threads appearing even more easily.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art so weiterzubilden, daß es ohne Verschlechterung der Garneigenschaften wesentlich höhere Aufspulgeschwindigkeiten gestattet.The invention was based on the object of developing a method of the type specified at the outset so that that there are significantly higher winding speeds without any deterioration in the yarn properties allowed.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die frisch extrudierten Filamente aufeinanderfolgend
durch ein erstes auf über den Schmelzpunkt der Filamente erhitztes Medium und durch ein zweites
auf eine Temperatur von 80 bis 1500C erhitztes Medium hindurchgeführt werden und die beiden Medien durch
eine Strecke zwischen 100 und 500 cm voneinander getrennt sind. Die Erfindung macht es möglich, nicht nur
brauchbare und günstige Garneigenschaften bis zu Aufspulgeschwindigkeiten von 6000 m/min aufrechtzuerhalten,
sondern die Aufspulgeschwindigkeiten und damit die Spinnproduktivität noch weiter zu steigern,
ohne daß eine wesentliche Verschlechterung der Garneigenschaften eintritt Durch die vorliegende
Erfindung wurden bei der Herstellung von Filamentgarnen mit hohem Titer besondere Vorteile erreicht.
Vorzugsweise wird das erste Medium auf eine Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt der Filamente
(im Bereich von 260—270"C) und 3500C (gemessen wie
in Beispiel 1 beschrieben) und das zweite Medium auf eine Temperatur von IOObis 1500C erhitztThe object is achieved according to the invention in that the freshly extruded filaments are successively passed through a first medium heated to above the melting point of the filaments and through a second medium heated to a temperature of 80 to 150 ° C. and the two media through a section are separated from each other by between 100 and 500 cm. The invention makes it possible not only to maintain useful and favorable yarn properties up to winding speeds of 6000 m / min, but also to increase the winding speeds and thus the spinning productivity even further without a significant deterioration in the yarn properties special advantages are achieved by filament yarns with a high denier.
Preferably, the first medium is heated to a temperature between the melting point of the filaments (in the range from 260-270 "C) and 350 0 C (measured as described in Example 1) and the second medium is heated to a temperature of 100 to 150 0 C
Das Medium besteht vorzugsweise aus Luft, obwohlThe medium is preferably air, though
ίο natürlich auch beispielsweise Stickstoff verwendet werden kann. Es ist wesentlich, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren kein Dampf verwendet wird, dessen Verwendung bei der Herstellung von Polyamidfilamentgarnen sonst üblich istίο Of course, nitrogen is also used, for example can be. It is essential that no steam is used in the process of the invention, its Use in the production of polyamide filament yarns is otherwise common
Die Aufspulgeschwindigkeiten liegen vorzugsweise über 6000 m/min. Geschwindigkeiten über 8000 m/min sind technisch nur schwierig zu erreichen, weshalb sie nicht bevorzugt werden.The winding speeds are preferably above 6000 m / min. Speeds over 8000 m / min are technically difficult to achieve, which is why they are not preferred.
Das erste erhitzte Medium (Luft), durch welches die Filamente geführt werden, kann zweckmäßig innerhalb einer elektrisch geheizten, vertikal angeordneten zylindrischen Metalihüise angeordnet sein, die einen für den Durchlauf der Filamente geeigneten Durchmesser aufweist wobei ein Ende derselben an der Oberfläche der Spinndüsenplatte befestigt ist Die Länge der Hülse ist nicht kritisch und kann bis zu 100 cm betragen, obwohl kürzere Längen bevorzugt werden. Das zweite erhitzte Medium (Luft), durch welches die Filamente hindurchlaufen, kann sich innerhalb eines elektrischThe first heated medium (air) through which the filaments are passed can expediently be inside an electrically heated, vertically arranged cylindrical Metalihüise be arranged, the one for has a diameter suitable for the passage of the filaments, one end of which is at the surface the spinneret plate is attached The length of the sleeve is not critical and can be up to 100 cm, although shorter lengths are preferred. The second heated medium (air) through which the filaments can pass through it within an electrical
JO erhitzten länglichen Rohrs mit einem kreisförmigen Querschnitt befinden, das vertikal zwischen der Hülse und dem Aufspulmechanismus angeordnet ist Die Länge des Rohres kann 30 cm bis 3 m betragen. Vorzugsweise beträgt die Länge des Rohrs ungefährJO heated elongated tube with a circular Cross-section located vertically between the sleeve and the winder mechanism The length of the pipe can be 30 cm to 3 m. Preferably the length of the tube is approximately
)5 1 m. Die Luft kann, abgesehen von der durch die laufenden Fäden verursachten Turbulenz, stehen, es kann aber auch erhitzte Luft in das Rohr eingeführt werden.) 5 1 m. The air can, apart from that by the running threads caused turbulence, but heated air can also be introduced into the pipe will.
Die Erfindung wird durch die folgenden BeispieleThe invention is illustrated by the following examples
•to näher erläutert:• to be explained in more detail:
Ein Garn mit 20 Filamenten und einem Titer von 78 dtex wurde aus einem Polyhexamethylenadipamidpolymer bei einer Temperatur von 285°C durch eine Spinndüsenplatte mit 20 Löchern gesponnen, wobei die Löcher einen Durchmesser von 0,23 mm aufwiesen. Die relative Viskosität der resultierender. Fäden war 40,5. Unterhalb der Spinndüsenplatte (Extrusionspunkt) war eine 30 cm lange elektrisch erhitzte zylindrische Metallhülse mit einem Innendurchmesser von 10 cm befestigt. Die mittlere Lufttemperatur in der Hülse, gemessen du:ch Thermoelemente, die 2 cm von der Innenwandung entfernt waren, betrug 3100C. Ein elektrisch erhitztes längliches Rohr mit statischer Luft und mit einem kreisförmigen Querschnitt, das 1 m lang war und einen Durchmesser von 5 cm aufwies, war vertikal unterhalb der heißen Hülse in einem Abstand von etwa 1,9 m, gerechnet von der Spinndüsenplatte,A yarn with 20 filaments and a titer of 78 dtex was spun from a polyhexamethylene adipamide polymer at a temperature of 285 ° C. through a spinneret plate with 20 holes, the holes having a diameter of 0.23 mm. The relative viscosity of the resulting. Threads was 40.5. A 30 cm long electrically heated cylindrical metal sleeve with an inside diameter of 10 cm was fastened below the spinneret plate (extrusion point). The mean air temperature in the sleeve, measured by thermocouples, which were 2 cm from the inner wall, was 310 ° C. An electrically heated elongated tube with static air and with a circular cross-section that was 1 m long and a diameter of 5 cm, was vertically below the hot sleeve at a distance of about 1.9 m, calculated from the spinneret plate,
ho angeordnet. Die mittlere Wandungstemperatur des Rohrs (gemessen durch Thermoelemente) war 110° C. Ein Paar zylindrischer Führungen war am Garneinlauf zum Rohr angeordnet, um die Filamente in ein Band zusammenzuführen und die Mitführung von kalter Luftarranged ho. The mean wall temperature of the Rohrs (measured by thermocouples) was 110 ° C. A pair of cylindrical guides were placed at the yarn inlet to the tube to wrap the filaments into a ribbon merge and the entrainment of cold air
h5 möglichst geringzuhalten. Garnspannungseinrichtungen waren nicht vorhanden. Das Garn wurde nach dem Aufbringen einer schmierenden Appretur mit verschiedenen Geschwindigkeiten zwischen 4000 undh5 should be kept as low as possible. Yarn tensioning devices were not available. After applying a lubricating finish with various Speeds between 4000 and
7000 m/min aufgespult Es wurden die nachstehend aufgeführten Garneigenschaften erhalten. Diese zeigen die Wirkung der Erfindung, wenn die Aufspulgeschwindigkeit auf 6000 m/min und darüber angehoben wird, d.h, daß keine wesentliche Verschlechterung der Garneigenschaften eintritt, wenn die Aufspulgeschwindigkeit angehoben wird. In der Tat waren bei 7000 m/min die Garneigenschaften wesentlich verbessert, und zwar insbesondere hinsichtlich des Moduls. Im allgemeinen wird behauptet, daß der Modul des Garns den Grad der Waschfestigkeit des Garns nach dem Trocknen widerspiegelt Im vorliegenden Fall wurde festgestellt, daß mit Geschwindigkeiten von 6000 m/min und darüber aufgespulte Garne eine annehmbare Waschfestigkeit aufwiesen, während Garne, die mit 5000 m/min und weniger aufgespult wurden, in dieser Hinsicht unannehmbar waren.7000 m / min wound up. The following yarn properties were obtained. These show the effect of the invention when the winding speed is increased to 6000 m / min and above, that is, there is no substantial deterioration in the yarn properties when the winding speed is raised. In fact, at 7000 m / min the yarn properties were significantly improved, in particular with regard to the module. It is generally stated that the modulus of the yarn the degree of wash resistance of the yarn after drying reflects in the present case was found that yarns wound at speeds of 6000 m / min and above are acceptable Had wash resistance, while yarns that were wound at 5000 m / min and less, in this Aspects were unacceptable.
Bei 6000 m/min und 7000 m/min ließen sich die Verfahren gut durchführen, wobei nicht mehr gerissene Filamente als bei den in der Tabelle angegebenen niedrigeren Geschwindigkeiten auftraten.At 6000 m / min and 7000 m / min, the processes could be carried out well, with no more cracks Filaments than occurred at the lower speeds given in the table.
Aufspui-Spying
geschwindigkeitspeed
(m/min)(m / min)
Reißfestigkeit
(g/dtex)Tear resistance
(g / dtex)
Dehniahigkeit 5 %-Modui (%) (g/dtex)Elongation 5% modulus (%) (g / dtex)
,4000
5000
6000
7000, 4000
5000
6000
7000
4,09
4,33
4,03
4,684.09
4.33
4.03
4.68
64
6164
61
47,2
44,447.2
44.4
17,2
19,1
21,9
24,017.2
19.1
21.9
24.0
3,52
3,73
3,91
4,113.52
3.73
3.91
4.11
69,7
75,0
69,0
50,969.7
75.0
69.0
50.9
15,9
14,2
19,6
24,815.9
14.2
19.6
24.8
Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß die Länge der erhitzten Hülse unterhalb der Sphindüsenplatte auf 10 cm verringert wurde und daß die mittlere Lufttemperatur darin (gemessen wie in Beispiel 1) auf 4000C gesteigert wurde. Auch die Rohrtemperatur wurde auf 13O0C erhitzt. Die entsprechenden Resultate waren wie folgt:Example 1 was repeated, except that the length of the heated sleeve was below the Sphindüsenplatte to 10 cm decreases and that the average air temperature therein (as measured in example 1) increased to 400 0 C. The tube temperature was heated to 13O 0 C. The corresponding results were as follows:
Aufspul- Reißfestigkeit Dehnfähigkeit 5 %-ModulWinding tensile strength, stretchability 5% modulus
geschwindigkeit (g/dtex) (%) (g/dtex)speed (g / dtex) (%) (g / dtex)
(m/min)(m / min)
Im Hinblick auf die Reißfestigkeit und den Modul ist also eine kürzere und heißere Hülse in Kombination mit einer höheren Temperatur im Rohi bei 6000 m/min bevorzugt.In terms of tensile strength and modulus, a shorter and hotter sleeve is in combination with a higher temperature in the Rohi at 6000 m / min is preferred.
Vergleichsbeispiel 1Comparative example 1
(zweistufiges Spinn-Streckverfahren(two-stage spinning-drawing process
gemäß dem Stand der Technik)according to the state of the art)
Ein Garn mit 13 Filamenten und mit einem Titer von 130dtex wurde aus einem Polyhexamethylenadipamidpolymer bei einer Temperatur von 286° C durch eine Spinndüsenplatte mit 13 Löchern gesponnen, wobei der Durchmesser der Löcher 0,33 mm betrug. Die Filamente wurden unter Verwendung einer Abschreckvorrichtung mit quergerichteter Sirömung, die eine Länge von 60 cm und eine Breite von 11 cm aufwies, abgekühlt, wobei diese Vorrichtung 2,5 mVmin Luft von Raumtemperatur lieferte. Die Filamente wurden dann durch ein ähnliches Rohr wie im vorhergehenden Beispiel hindurchgeführt, das mit Dampf gefüllt war, und dann mit einer Geschwindigkeit von 1180 m/min aufgespult.A yarn with 13 filaments and a titer of 130 dtex was made from a polyhexamethylene adipamide polymer spun at a temperature of 286 ° C through a spinneret plate with 13 holes, the The diameter of the holes was 0.33 mm. The filaments were made using a quenching machine with a transverse Sirömung, which had a length of 60 cm and a width of 11 cm, cooled, this device delivering 2.5 mVmin of room temperature air. The filaments were then through a similar pipe as in the previous example passed through, which was filled with steam, and then wound at a speed of 1180 m / min.
In einem gesonderten Verstreckverfahren wurde das Garn kalt auf das 2,93fache verstreckt, so daß ein Garn von 44 dtex erhalten wurde. Die Verstreckrorlengeschwindigkeit war 1230 m/min.In a separate drawing process, the yarn was cold drawn 2.93 times, so that a yarn of 44 dtex was obtained. The stretching rod speed was 1230 m / min.
Das Garn besaß die folgenden Eigenschaften:The yarn had the following properties:
Reißfestigkeit
DehnfähigkeitTear resistance
Extensibility
4,2 g/dtex
41,0%4.2 g / dtex
41.0%
Vergleichsbeispiei 2Comparative example 2
(einstufiges Verfahren gemäß dem Stand
der Technik)(one-step procedure according to the status
of the technique)
Beispiel 2 wurde wiederholt, außer daß die 10 cm lange Hülse unter der Spinndüsenplatte weggelassen wurde, d. h. also, daß nur ein erhitztes Rohr vorlag. Die entsprechenden Resultate waren wie folgt:Example 2 was repeated except that the 10 cm long sleeve under the spinneret plate was omitted was, d. H. so that there was only a heated pipe. the corresponding results were as follows:
Aufspul- ReißfestigkeitWinding tensile strength
geschwindigkeit (g/dtex)
(m/min)speed (g / dtex)
(m / min)
DehnfiihigkeitExtensibility
5 %-Modul (g/dtex)5% modulus (g / dtex)
4000
5000
5500
60004000
5000
5500
6000
4,05
3,58
3,50
3,524.05
3.58
3.50
3.52
64,9
74,0
61,8
54,064.9
74.0
61.8
54.0
20,6
16,9
18,6
20,420.6
16.9
18.6
20.4
Es war also nicht möglich, ähnliche Garneigenschaften wie in Beispiel 2 dadurch zu erreichen, daß man lediglich ein erhitztes Rohr und keine erhitzte Hülse verwendete.So it was not possible to achieve similar yarn properties as in Example 2 by only used a heated tube and not a heated sleeve.
Vergleichsbeispiel ?.Comparative example?.
(einstufiges Verfahren gemäß dem Stand(one-step procedure according to the status
der Technik)of the technique)
Ein Garn wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 gesponnen, außer daß die erhitzte Hülse durch eine Abschreckvorrichtung mit quergerichteter Strömung ersetzt wurde, die derjenigen von Vergleichsbeispiel 1 ähnlich war. Die Geschwindigkeit war 25 m/min. Die entsprechenden Resultate waren wie folgt:A yarn was spun under the same conditions as in Example 1 except that the heated bobbin was replaced by a cross-flow quencher similar to that of Comparative Example 1. The speed was 25 m / min. The corresponding results were as follows:
Aufspul- ReißfestigkeitWinding tensile strength
geschwindigkeit (g/dtex)
(m/min)speed (g / dtex)
(m / min)
Dehnfiihigkeit 5 %-Modul (%) (g/dtex)Extensibility 5% modulus (%) (g / dtex)
3000 2,85 89,63000 2.85 89.6
4000 3,64 73,24000 3.64 73.2
5000 3,72 65,65000 3.72 65.6
6000 4,05 56,76000 4.05 56.7
6500 das Garn riß6500 the yarn broke
13,0
13,7
15.8
19,813.0
13.7
15.8
19.8
Es war also nicht möglich, ähnliche Garneigenschaften wie in Beispiel 1 zu erhalten, wenn bei den höheren Aufspulgeschwindigkeiten der vorliegenden Erfindung eine bekannte Abschreckvorrichtung mit quergerichteter Strömung verwendet wurde.So it was not possible to have similar yarn properties as obtained in Example 1 when at the higher winding speeds of the present invention a known transverse flow quenching device was used.
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